| 研究領域 | 対称性の破れた凝縮系におけるトポロジカル量子現象 |
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| 研究課題/領域番号 |
22103005
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
田仲 由喜夫 名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (40212039)
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| 研究分担者 |
上田 正仁 東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (70271070)
水島 健 岡山大学, 大学院・自然科学研究科, 助教 (50379707)
佐藤 昌利 東京大学, 物性研究所, 助教 (30313117)
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| キーワード | アンドレーエフ束縛状態 / クーパー対 / BEC / 超流動ヘリウム / マヨラナ型準粒子励起 / トポロジカル不変量 |
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| 研究概要 |
スピン3重項奇パリティ超伝導体接合、強磁性体接合における奇周波数電子対がもつ局所的な負の超流動密度が、表面インピーダンスの異常やマイスナー磁化率の異常を引き起こすことを明らかにした。また奇周波数超伝導ギャップ関数がバルクの状態の解として現れることを擬1次元電子系に対してRPA、3次摂動の範囲内で示すことに成功した。
BECの研究では、磁気的双極子相互作用が存在する状況下で、強磁性的相互作用をするボース・アインシュタイン凝縮体が自発的に磁気秩序を形成するダイナミックスを調べた。その結果、バークレーの実験を再現するためには磁気的双極子相互作用が現実の値よりも数倍大きい必要があることが理論的に明らかになった。更に、スピンが2のスピノール凝縮体において素粒子の分野で議論されている擬南部-ゴールドストーンモードが表れることを見出し、またそれが実験的に観測可能であることを指摘した。
非自明な量子渦に関しては、中性原子気体系で実現が期待されるp波超流動体の量子渦について系統的に研究を行った。特に、トポロジカル相転移とマヨラナ型準粒子励起の存在の関連性について数値的及び解析的に明らにした。また、薄膜に閉じ込められた超流動ヘリウムでのエッジ状態の存在と熱力学的特性への影響について明らかにした。
スピン軌道相互作用とゼーマン磁場を考慮することにより、スピン1重項超伝導やノードのある超伝導状態であっても、非可換トポロジカル状態が実現可能であることを明らかにした。また、時間反転対称性を破らない系においても、空間反転対称性の破れと強い電子相関により、平坦な分散をもつ特異なマヨラナ型エッジ状態が生じうることを明らかにした。
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